《科学》快讯

 碘氧酸在大气气溶胶成核中的作用

  碘是已知能产生新的气溶胶粒子的少数大气气体之一,这些气溶胶在控制气候的辐射强迫方面起着核心作用。

  研究人员报告了来自欧洲核子研究中心的实验证据,这些证据表明,碘酸会迅速形成新的粒子,并能在始发地区与硫酸类化合物竞争。

  相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/371/6529/589

  疏水催化剂通过抑制副产物增加合成气中的烯烃

  合成气是一种一氧化碳和氢气的混合物,可以通过费托合成将生物质和天然气等非石油资源转化为化学产品。然而,对于其他化学品的关键原料烯烃的生产,大约50%的一氧化碳被转化为二氧化碳和甲烷。

  作者通过改性催化剂、掺杂锰的铁纳米颗粒、包覆二氧化硅和甲基基团,将这些不需要的副产物的选择性降低到25%以下。

  这种疏水表面缩短了水在催化剂表面的停留时间,避免了不必要的副反应,也抑制了在反应条件下形成的金属碳化物催化剂的氧化。

  相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/371/6529/610

  溶剂分子在原位形成表面氧化还原介质

  溶剂直接参与热催化反应的作用在均相催化反应中比在多相催化反应中更明显。作者通过测量动力学同位素效应和在水和有机溶剂中进行密度泛函理论模拟,研究了钯纳米颗粒上的氢和氧形成过氧化氢。

  甲醇形成了化学吸附的羟甲基中间体。这些表面氧化还原介质将电子和质子转移到吸附的氧原子上,并通过氧化化学吸附的氢原子而再生。然而,水分子以异溶的方式氧化氢,产生溶剂化的质子和表面电子,从而使氧减少。

  相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/371/6529/626

  远距离量子网络模块间的量子逻辑门

  量子信息的处理依赖于对量子位元的量子态进行编码和操纵。超导电路是目前最先进的平台,但在量子位元之间存在一个串扰问题,以及随着系统规模的扩大,误差修正的挑战。

  另一个正在研究的方法是一个模块化平台,其中量子位是空间分离的。戴斯等人演示了一种量子门的操作,其中一个量子位有条件地控制另一个相隔60米的空间量子位的状态。

  由于该方法是与平台无关的,它可以扩展从中性原子到离子、杂质空位中心,甚至这些量子位的组合。

  相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/371/6529/614

  范德瓦尔斯半导体中可编程双曲极化子

  光在材料内的传播通常是很明确的,用散射和色散来描述传播。在人工设计的异向材料和各向异性层状材料中,色散可以是双曲的,从而引起光的亚波长限制。

  研究人员证明,在层状过渡金属二卤代二硒化钨中,双曲色散可以根据需要进行光开关。用子带隙光的超快脉冲照射材料,会产生一个瞬态波导,导致材料中出现双曲色散。

  利用光泵浦根据需要调节色散特性是开发超快开关光子器件和控制光在纳米尺度上传播的有效途径。

  相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/371/6529/617

  气候变化影响沙漠哺乳动物和鸟类群落稳定

  了解气候变暖对脆弱物种的影响至关重要。然而,预测反应是复杂的,因为物种是复杂的,可能以不同的方式适应或反应。

  作者比较了一个世纪前关于莫哈韦地区物种丰富度的数据集以及现代鸟类和小型哺乳动物群落与气候相关变化的调查。他们发现,哺乳动物的数量或居住面积几乎没有变化,但鸟类的数量却大幅下降。

  他们将这些差异归因于小气候机会的不同:具体来说,哺乳动物可以通过打洞缓解温度影响,而鸟类通常更容易暴露在环境中。

  相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/371/6529/633

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